Depuración de aguas eutrofizadas en humedales afectados por residuos mineros en el entorno del Mar Menor: consecuencias del acondicionamiento de cauces y efectos del carbonato cálcico y la hidromorfía sobre los procesos biogeoquímicos (19248/PI/14)

Proyecto
Financiación

Fundación Seneca de Murcia

Duración

2009-2013

Entidades Participantes

UPCT y Tecoma: Ingeniería y Medio Ambiente, S.L. (antes Biocyma)

Objetivo General

1) Determinar la influencia de las charcas y los encauzamientos que se han construido en los humedales sobre la capacidad de estos sistemas para depurar las aguas que los atraviesa. Esto es, responder a la pregunta: ¿desde el punto de vista de la función de los humedales como filtros verdes, perjudican, benefician o son indiferentes estas actuaciones?

2) Estudiar los procesos biogeoquímicos ligados a la dinámica del carbono, el nitrógeno y el fósforo en el sistema suelo-agua-planta de humedales no contaminados y contaminados por residuos mineros. Esto es, responder a la pregunta: ¿existe un riesgo fundado de que estos humedales se conviertan en fuentes de sustancias nocivas para su entorno?

3) ensayar el efecto que pueden tener las enmiendas calizas sobre los procesos citados así como sobre la microbiología del suelo y el crecimiento vegetal. Esto es, responder a la pregunta: ¿enmendar los suelos contaminados favorecería el desarrollo vegetal y mejoraría el comportamiento del sistema suelo-planta desde el punto de vista de su papel como sumidero de nutrientes, reduciendo, a su vez, los riesgos de que se convirtiera en fuente de sustancias nocivas?
 

Resumen

El proyecto pretende conocer tres aspectos relacionados con la dinámica de nutrientes en humedales:

1) cómo influyen la construcción de charcas y encauzamientos en la capacidad de los humedales costeros del Mar Menor para depurar las aguas que los atraviesan

2) estudiar los procesos biogeoquímicos ligados a la dinámica del carbono, el nitrógeno y el fósforo en el sistema suelo-agua-planta de humedales no contaminados y contaminados por residuos mineros

3) ensayar el efecto que pueden tener las enmiendas calizas sobre los procesos citados así como sobre la microbiología del suelo y el crecimiento vegetal.

Fase de campo: consistiría en realizar un seguimiento de los contenidos en nutrientes en el agua de los cauces que atraviesan la Marina del Carmolí antes de verter al Mar Menor, diseñando la red de puntos de muestreo de manera que se recojan los efectos de las charcas que la Administración Regional ha realizado en dicho humedal durante los últimos dos años y de cuyas consecuencias no se cuenta con información alguna.

Fase experimental (a realizar en un invernadero). Se estructuraría en dos fases, ambas complementarias pero cada una correspondiente a un experimento distinto.

- En la primera fase se producirían las plantas necesarias para llevar a cabo la segunda, pero haciendo un seguimiento detallado de cómo crecen dichas plantas y qué factores edáficos (químicos, físico-químicos y microbiológicos) pueden estar relacionados con su desarrollo en suelos de diferente naturaleza y con la adición o no de enmienda caliza.

- En la segunda fase se simularán condiciones alternantes de hidromorfía en el perfil del suelo, utilizando para ello parte de las plantas producidas en la primera fase, y analizando el efecto de la rizosfera de estas plantas y del carbonato cálcico sobre la dinámica del carbono orgánico, el nitrógeno y el fósforo.

 

Los objetivos específicos son cuatro:

1. Establecer si la capacidad de los humedales costeros del Mar Menor para reducir los contenidos de nitrógeno y fósforo en las aguas que los atraviesan se ve mermada debido a la construcción de charcas y encauzamientos.

2.- Establecer si la adición de enmiendas calizas en humedales afectados por residuos mineros puede ser una práctica de manejo que mejore las propiedades químicas, físico químicas y microbiológicas de los suelos y si estas mejoras podrían contribuir positivamente a la implantación de una cubierta vegetal sobre ellos.

3.-  Determinar el comportamiento del carbono, nitrógeno y fósforo en el sistema planta-suelo rizosférico- suelo no rizosférico en suelos afectados y no afectados por residuos mineros, cuando los periodos de desecación-inundación llevan a cambios en las condiciones de oxidación-reducción a lo largo del perfil del edáfico.

4.  Establecer si la adición de enmiendas calizas en humedales afectados por residuos mineros puede ser una práctica de manejo que mejore el comportamiento del sistema planta-suelo rizosférico- suelo no rizosférico, desde el punto de vista del comportamiento del carbono, nitrógeno y fósforo, cuando los periodos de inundación-desecación llevan a cambios en las condiciones redox a lo largo del perfil del suelo.


 

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Resultados

ARTÍCULOS

González-Alcaraz, M.N., Conesa, H.M., Álvarez-Rogel, J. 2013. Nitrate removal from eutrophic wetlands polluted by metal-mine wastes: Effects of liming and plant growth. J Environ Manage, 128: 964-972.

González-Alcaraz, MN; Egea, C.; María-Cervantes, A.; Jiménez-Cárceles, FJ; Álvarez-Rogel, J. TÍTULO: Effects of eutrophic water flooding on nitrate concentrations in mine wastes. REVISTA: Ecological Engineering ISSN: 0925-8574 VOL. Y PAG.: 37: 693-702 AÑO: 2011

González-Alcaraz, M.N.; C. Egea; F.J. Jiménez-Cárceles; I. Párraga; A. María-Cervantes; M.J. Delgado; J. Álvarez-Rogel TÍTULO: Storage of organic carbon, nitrogen and phosphorus in the soil-plant system of Phragmites australis stands from a eutrophicated Mediterranean salt marsh REVISTA: Geoderma. ISSN: 0016-7061 VOL. Y PAG.: 185-186: 61-72. AÑO: 2012

González-Alcaraz, M.N.; J. Álvarez-Rogel; A. María-Cervantes; C. Egea; H.M. Conesa. TÍTULO: Evolution and phosphorus fractionation in saline Spolic Technosols flooded with eutrophic water REVISTA: Journal of Soils and Sediments. ISSN: 1439-0108 VOL. Y PAG.: 12: 1316-1326.-DOI 10.1007/s11368-012-0566-1 AÑO: 2012

CAPÍTULOS DE LIBROS

AUTORES: M. Nazaret González Alcaraz, Francisco J. Jiménez Cárceles, Consuelo Egea, Nicolás, Antonio María Cervantes, Isabel Párraga Aguado, José Álvarez-Rogel, Héctor M. Conesa Alcaraz. TÍTULO CAPÍTULO: La Marina del Carmolí, un filtro verde a orillas del Mar Menor. TÍTULO LIBRO: El Mar Menor. Estado actual del conocimiento científico CLAVE: Capítulo de Libro VOLUMEN: PÁGINAS: Desde 73 hasta 104. EDITORIAL: Instituto Euromediterráneo del agua. CIUDAD: Murcia PAÍS: España. AÑO: 2011 ISBN: 978-84-936326-8-7.

TESIS DOCTORALES

Título: Dynamics of nitrogen, phosphorus and metals in eutrophic wetlands affected by mine wastes. Effects of liming on plant growth and metals mobility. Doctorando: María Nazaret González Alcaraz. Directores: José Álvarez Rogel y Héctor MIguel Conesa Alcaraz. Universidad:  Universidad Politécnica de Cartagena. Facultad / Escuela:  ETSIA. Fecha: 21/09/2012.

CONGRESOS

AUTORES: J. Álvarez Rogel; M. N. González Alcaraz; F. J. Jiménez Cárceles. TÍTULO: Dinámica de PO43- y NO3- procedentes de aguas eutrofizadas en residuos mineros sometidos a 17 semanas de inundación. TIPO DE PARTICIPACIÓN: ORAL. CONGRESO: III Simposio Nacional sobre control de la degradación de suelos y la desertificación. LUGAR DE CELEBRACIÓN: Fuerteventura      FECHA: 2007

AUTORES: C. Egea Nicolás; I. M. Párraga Aguado; F. J. Jiménez Cárceles; J., Álvarez Rogel. TÍTULO: Contenidos en nitrógeno y fósforo en el sistema suelo-planta en un carrizal afectado por vertidos de aguas eutrofizadas en el SE de España. TIPO DE PARTICIPACIÓN: POSTER. CONGRESO: III Simposio Nacional sobre control de la degradación de suelos y la desertificación. LUGAR DE CELEBRACIÓN: Fuerteventura      FECHA: 2007

AUTORES: M N. González Alcaraz; J., Álvarez Rogel; F. J. Jiménez Cárceles. TÍTULO: Dinámica de PO43- y NO3- procedentes de aguas eutrofizadas en residuos mineros bajo alternancia de condiciones de inundación-desecación. TIPO DE PARTICIPACIÓN: POSTER. CONGRESO: III Simposio Nacional sobre control de la degradación de suelos y la desertificación. LUGAR DE CELEBRACIÓN: Fuerteventura      FECHA: 2007

AUTORES: González-Alcaraz, MN, Egea, C., Jiménez, FJ, Álvarez-Rogel, J. TÍTULO: Changes in PO43- and NO3- concentrations in sulfide mine wastes flooded during 17 weeks with eutrophicated water. TIPO DE PARTICIPACIÓN: POSTER. Evento: Congreso Europeo de Suelos (EUROSOIL 2008). LUGAR DE CELEBRACIÓN: Viena, Austria      FECHA: 2008

AUTORES: José Alvarez-Rogel; Consuelo Egea Nicolás; Isabel M. Párraga Aguado; Francisco J. Jiménez-Cárceles; M. Nazaret González-Alcaraz. TÍTULO: Almacenamiento de carbono, N y P en suelos y tejidos vegetales de Phragmites australis y Juncus maritimus en un humedal mediterráneo semiárido del SE de España: influencia de las características edáficas y del periodo del año. TIPO DE PARTICIPACIÓN: PÓSTER. CONGRESO: XVIII Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo. LUGAR DE CELEBRACIÓN: San José de Costa Rica  FECHA: 2009

AUTORES: Consuelo Egea Nicolás; Isabel M. Párraga Aguado; Francisco J. Jiménez-Cárceles; M. Nazaret González-Alcaraz; José Alvarez-Rogel. TÍTULO: Contribución del sistema suelo-planta a la retención de N y P del agua en un carrizal de la Marina del Carmolí (Mar Menor, Murcia, SE de España). TIPO DE PARTICIPACIÓN: ORAL. CONGRESO: XVIII Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo. LUGAR DE CELEBRACIÓN: San José de Costa Rica  FECHA: 2009